Прилагането нахафниев тетрахлорид(HfCl₄) в производството на полупроводници е концентриран главно в приготвянето на материали с висока диелектрична константа (high-k) и в процесите на химическо отлагане от пари (CVD). Следните са неговите специфични приложения:
Приготвяне на материали с висока диелектрична константа
Предистория: С развитието на полупроводниковите технологии, размерът на транзисторите продължава да се свива и традиционният изолационен слой от силициев диоксид (SiO₂) постепенно не е в състояние да отговори на нуждите на високопроизводителни полупроводникови устройства поради проблеми с течове. Материалите с висока диелектрична константа могат значително да увеличат плътността на капацитета на транзисторите, като по този начин подобрят производителността на устройствата.
Приложение: Хафниевият тетрахлорид е важен прекурсор за получаването на материали с висока к (като хафниев диоксид, HfO₂). По време на процеса на получаване, хафниевият тетрахлорид се превръща в хафниев диоксиден филм чрез химични реакции. Тези филми имат отлични диелектрични свойства и могат да се използват като слоеве за изолация на гейта на транзистори. Например, при отлагането на гейтов диелектрик HfO₂ на MOSFET (метал-оксид-полупроводников полеви транзистор), хафниевият тетрахлорид може да се използва като въвеждащ газ за хафний.
Процес на химическо отлагане от пари (CVD)
Предистория: Химическото отлагане от пари е технология за отлагане на тънък филм, широко използвана в производството на полупроводници, която образува равномерен тънък филм върху повърхността на субстрата чрез химични реакции.
Приложение: Хафниевият тетрахлорид се използва като прекурсор в CVD процеса за отлагане на метални хафниеви или хафниеви съединения. Тези филми имат разнообразни приложения в полупроводникови устройства, като например производство на високопроизводителни транзистори, памети и др. Например, в някои усъвършенствани процеси за производство на полупроводници, хафниевият тетрахлорид се отлага върху повърхността на силициеви пластини чрез CVD процеса, за да се образуват висококачествени филми на базата на хафний, които се използват за подобряване на електрическите характеристики на устройството.
Значението на технологията за пречистване
Предистория: В производството на полупроводници, чистотата на материала има решаващо влияние върху производителността на устройството. Високочистият хафниев тетрахлорид може да гарантира качеството и производителността на отложения филм.
Приложение: За да се отговорят на изискванията за производство на висок клас чипове, чистотата на хафниевия тетрахлорид обикновено трябва да достигне над 99,999%. Например, Jiangsu Nanda Optoelectronic Materials Co., Ltd. е получила патент за получаване на хафниев тетрахлорид с полупроводников клас, който използва процес на сублимация с декомпресия под висок вакуум за пречистване на твърд хафниев тетрахлорид, за да се гарантира, че чистотата на събрания хафниев тетрахлорид достига над 99,999%. Този високочист хафниев тетрахлорид може да отговори на изискванията на 14nm технологичен процес.
Приложението на хафниев тетрахлорид в производството на полупроводници не само насърчава подобряването на производителността на полупроводниковите устройства, но и осигурява важна материална основа за развитието на по-модерни полупроводникови технологии в бъдеще. С непрекъснатото усъвършенстване на технологиите за производство на полупроводници, изискванията за чистотата и качеството на хафниевия тетрахлорид ще стават все по-високи, което допълнително ще насърчи развитието на свързаните с него технологии за пречистване.
| Име на продукта | Хафниев тетрахлорид |
| КАС | 13499-05-3 |
| Формула на съединението | HfCl4 |
| Молекулно тегло | 320.3 |
| Външен вид | Бял прах |
Как чистотата на хафниевия тетрахлорид влияе върху полупроводниковите устройства?
Чистотата на хафниевия тетрахлорид (HfCl₄) има изключително важно влияние върху производителността и надеждността на полупроводниковите устройства. В производството на полупроводници, високочистият хафниев тетрахлорид е един от ключовите фактори за осигуряване на производителност и качество на устройството. Следните са специфичните ефекти на чистотата на хафниевия тетрахлорид върху полупроводниковите устройства:
1. Въздействие върху качеството и производителността на тънките слоеве
Еднородност и плътност на тънките слоеве: Високочистият хафниев тетрахлорид може да образува еднородни и плътни слоеве по време на химическо отлагане от пари (CVD). Ако хафниевият тетрахлорид съдържа примеси, тези примеси могат да образуват дефекти или дупки по време на процеса на отлагане, което води до намаляване на еднородността и плътността на слоя. Например, примесите могат да причинят неравномерна дебелина на слоя, което да повлияе на електрическите характеристики на устройството.
Диелектрични свойства на тънки слоеве: При приготвянето на материали с висока диелектрична константа (като хафниев диоксид, HfO₂), чистотата на хафниевия тетрахлорид пряко влияе върху диелектричните свойства на филма. Високочистият хафниев тетрахлорид може да гарантира, че отложеният филм от хафниев диоксид има висока диелектрична константа, нисък ток на утечка и добри изолационни свойства. Ако хафниевият тетрахлорид съдържа метални примеси или други примеси, той може да въведе допълнителни капани за заряд, да увеличи тока на утечка и да намали диелектричните свойства на филма.
2. Влияние върху електрическите свойства на устройството
Ток на утечка: Колкото по-висока е чистотата на хафниевия тетрахлорид, толкова по-чист е отложеният филм и толкова по-малък е токът на утечка. Големината на тока на утечка влияе пряко върху консумацията на енергия и производителността на полупроводниковите устройства. Високочистият хафниев тетрахлорид може значително да намали тока на утечка, като по този начин подобри енергийната ефективност и производителността на устройството.
Пробивно напрежение: Наличието на примеси може да намали пробивното напрежение на филма, което води до по-лесно повреждане на устройството под високо напрежение. Високочистият хафниев тетрахлорид може да увеличи пробивното напрежение на филма и да подобри надеждността на устройството.
3. Влияние върху надеждността и живота на устройството
Термична стабилност: Високочистият хафниев тетрахлорид може да поддържа добра термична стабилност при висока температура, като избягва термично разлагане или фазова промяна, причинена от примеси. Това спомага за подобряване на стабилността и живота на устройството при работа с висока температура.
Химична стабилност: Примесите могат да реагират химически с околните материали, което води до намаляване на химическата стабилност на устройството. Хафниевият тетрахлорид с висока чистота може да намали появата на тази химическа реакция, като по този начин подобри надеждността и живота на устройството.
4. Въздействие върху производствения добив на устройството
Намаляване на дефектите: Високочистият хафниев тетрахлорид може да намали дефектите в процеса на отлагане и да подобри качеството на филма. Това спомага за подобряване на производствения добив на полупроводникови устройства и намаляване на производствените разходи.
Подобряване на консистентността: Високочистият хафниев тетрахлорид може да гарантира, че различните партиди филми имат постоянна производителност, което е от решаващо значение за мащабното производство на полупроводникови устройства.
5. Въздействие върху напредналите процеси
Отговарят на изискванията на усъвършенстваните процеси: Тъй като производствените процеси на полупроводници продължават да се развиват към по-малки процеси, изискванията за чистота на материалите също стават все по-високи. Например, полупроводниковите устройства с процес от 14 nm и по-долу обикновено изискват чистота на хафниев тетрахлорид над 99,999%. Високочистият хафниев тетрахлорид може да отговори на строгите изисквания за материали на тези усъвършенствани процеси и да гарантира производителността на устройствата по отношение на висока производителност, ниска консумация на енергия и висока надеждност.
Насърчаване на технологичния прогрес: Високочистият хафниев тетрахлорид може не само да отговори на настоящите нужди на производството на полупроводници, но и да осигури важна материална основа за развитието на по-модерни полупроводникови технологии в бъдеще.
Чистотата на хафниевия тетрахлорид има решаващо влияние върху производителността, надеждността и живота на полупроводниковите устройства. Високочистият хафниев тетрахлорид може да осигури качеството и производителността на филма, да намали тока на утечка, да увеличи напрежението на пробив, да подобри термичната и химическата стабилност, като по този начин подобри цялостната производителност и надеждност на полупроводниковите устройства. С непрекъснатото развитие на технологиите за производство на полупроводници, изискванията за чистотата на хафниевия тетрахлорид ще стават все по-високи, което допълнително ще насърчи развитието на свързани технологии за пречистване.
Време на публикуване: 22 април 2025 г.